apuntes

Introducci´
on a Matlab y Simulink
Regulaci´
on Autom´
atica
Ingeniero en Electr´onica. Curso 2006/2007.
Javier Aracil y Fabio G´omez–Estern

1.

Introducci´
on

Matlab es un programa de gran aceptaci´on en ingenier´ıa destinado realizar c´alculos
t´ecnicos cient´ıficos y de prop´osito general. En ´el se integran operaciones de c´alculo,
visualizaci´on y programaci´on, donde lainteracci´on con el usuario emplea una notaci´on
matem´atica cl´asica.
Los usos y aplicaciones t´ıpicos de Matlab son:
Matem´aticas y c´alculo.
Desarrollo de algoritmos.
Adquisici´on de datos.
Modelado, simulaci´on y prototipado.
An´alisis y procesado de datos.
Gr´aficos cient´ıficos y de ingenier´ıa.
Desarrollo de aplicaciones.
El tipo b´asico de variable con el que trabaja Matlab es unamatriz que no requiere
ser dimensionada previamente en la declaraci´on. Una de las caracter´ısticas m´as interesantes consiste en que el a´lgebra vectorial y matricial se expresa con la misma sintaxis
que las operaciones aritm´eticas escalares. Por ejemplo, en lenguaje C, para realizar la
suma de dos variables enteras o reales b y c, escribiremos:

a=b+c;

Mientras que en Matlab, emplearemosla misma sentencia tanto si b y c son enteros,
reales, vectores o matrices.
1

2.

Componentes de Matlab
Matlab consta de cinco partes fundamentales:

1. Entorno de desarrollo. Se trata de un conjunto de utilidades que permiten el
uso de funciones Matlab y ficheros en general. Muchas de estas utilidades son
interfaces gr´aficas de usuario. Incluye el espacio de trabajo Matlab y laventana
de comandos.
2. La librer´ıa de funciones matem´
aticas Matlab. Se trata de un amplio conjunto de algoritmos de c´alculo, comprendiendo las funciones m´as elementales
como la suma, senos y cosenos o la aritm´etica compleja, hasta funciones m´as
sofisticadas como la inversi´on de matrices, el c´alculo de autovalores, funciones de
Bessel y transformadas r´apidas de Fourier.
3. Gr´aficos. Matlab dispone de un conjunto de utilidades destinadas a visualizar
vectores y matrices en forma de gr´aficos. Existe una gran cantidad de posibilidades para ajustar el aspecto de los gr´aficos, destacando la visualizaci´on tridimensional con opciones de iluminaci´on y sombreado, y la posibilidad de crear
animaciones.
4. El interfaz de aplicaci´
on de Matlab (API). Consiste en una librer´ıaque
permite escribir programas ejecutables independientes en C y otros lenguajes,
accediendo, mediante DLLs, a las utilidades de c´alculo matricial de Matlab.

De estos cuatro puntos, en este cap´ıtulo trataremos, de forma somera, los dos
primeros.
Los ejemplos que se presentan en este texto, se han desarrollado para la versi´on de
Matlab 7.0. ellos no impide que puedan funcionar con otrasversiones del programa.
Concretamente, para la versi´on 6.5 y posteriores est´a pr´acticamente garantizado el
funcionamiento.
Sin embargo, hay que se˜
nalar que algunos complementos de Matlab no aparecen
incluidos en la instalaci´on b´asica del mismo, por tanto un programa que funciona en
un ordenador con la versi´on 7.0 instalada, puede fallar en otro ordenador con la misma
versi´on.
Lagesti´on de complementos de Matlab se realiza mediante lo que se denominan
toolboxes (paquetes de herramientas). Un Toolbox de Matlab es un conjunto de funciones y algoritmos de c´alculo especializados en un a´rea de conocimiento: finanzas,
tratamiento de se˜
nales, teor´ıa de sistemas, etc. Para el desarrollo del curso es necesario
2

tener instalado, aparte del sistema b´asico de Matlab,el denominado Control System
Toolbox.

3.

Simulink

Simulink es una aplicaci´on que permite construir y simular modelos de sistemas
f´ısicos y sistemas de control mediante diagramas de bloques. El comportamiento de
dichos sistemas se define mediante funciones de transferencia, operaciones matem´aticas,
elementos de Matlab y se˜
nales predefinidas de todo tipo.
Simulink dispone de...